Tón a Zvuk

1. Tón a Zvuk

2. Tón • Co je tón? • Vlastnosti - barva a výška • Základní tóny, šramoty a hluky

3. Tón • Za tón je v akustice považován každý zvuk se stálou frekvencí. • V hudbě je tón základním stavebním kamenem. • Grafická značka pro tón je nota, zapisovaná do notové osnovy.

4. V l a s t n o s t i • výška – ta je dána především frekvencí • délka – jak dlouho tón zní • síla – ta je dána amplitudou • barva – závisí na spektrálním složení zvuku a tvaru kmitů

5. Výška a barva tónu • Skutečnost, že každý tón má pro naše ucho zcela charakteristický zvuk, způsobuje obsah vyšších harmonických tónů ve složeném tónu. Tuto vlastnost zvuků označujeme jako barva tónu. • Nejnižší frekvence tónu (F0) je považována za základní a udává výšku tónu. Ostatní, vyšší frekvence (F1, F2, F3 atd.) se označují jako formanty a ovlivňují výsledný sluchový dojem-barva tónu

6. Základní tóny, šramoty a hluky • Existuje sedm základních tónů: c, d, e, f, g, a, h. • Šumy neboli hluky mají nepravidelný průběh kmitů. • Mnoho zvuků nejsou čistými tóny ani čistými šumy, ale mají jak složky tónové (pravidelné kmity o určitých frekvencích), tak i šumové (nepravidelnosti). • V lidské řeči jsou samohlásky složenými tóny, souhlásky jsou šumy. Některé souhlásky, tzv. sonory, mají kromě šumové složky i výraznou složku tónovou.

7. Zvuk  • Šíření • Rychlost • Intenzita • Weber-Fechnerův zákon

8. Co je to zvuk? • mechanické kmitání • neslyšíme každý zvuk • vzniká kmitáním bodů a bodových soustav

9. Šíření • zvuku pružným látkovým prostředím libovolného skupenství. • vlnoplochy • dobrým „vodičem“ zvuku je beton, ocel, sklo, … PROČ? • postupně podélně • překážky: odraz a ohyb vlnění – ozvěna • dozvuk (působí rušivě - snižuje srozumitelnost řeči, zkresluje hudbu, …)

10. Rychlost zvuku • s rostoucí hustou prostředí roste i velikost rychlosti zvuku v daném prostředí. • rychlost světla << rychlost zvuku • závisí na složení vzduchu (nečistoty, vlhkost, …), ale nejvíce na teplotě. • Ve vzduchu o teplotě t (ve oC ) má zvuk velikost rychlosti: v = (331,82 + 0,61 (t)) ms-1 pro běžné teploty 340ms-1

11. Rázová vlna • http://www.youtube.com/watch?v=QjpikTn2qAk&feature=related • Zvukový (sonický třesk) • Když se bude těleso pohybovat konstantní rychlostí menší než velikost rychlosti zvuku v daném prostředí, pak se poruchy, které těleso způsobí, budou šířit všemi směry a vytvoří se přibližně kulová vlna • Machovo číslo: M = v/vz • Podzvuková rychlost • Rychlost zvuku • Nadzvuková rychlost

12. Intenzita zvuku • Hlasitost X Intenzita • Intenzita zvuku je definována podílem výkonu zvukového vlnění a plochy, kterou vlnění prochází I=P/S • závislá na vzdálenosti zdroje zvuku od pozorovatele. • Intenzitu zvuku určují změny tlaku vzduchu v daném místě a také výška tónu. • 2 hranice intenzity: práh slyšení a práh bolesti • Vyjádření logaritmicky

13. Práh slyšení, bolesti a křivka slyšitelnosti • Lidské acho je schopno vnímat zvuk v rozsahu 16 Hz-20 000 Hz (= sluchové pole) • Lidské ucho může zachytit tóny jen v jistém rozmezí kmitočtů. Dolní ohraničení tvoří tzv. prahovákřivka slyšitelnosti, kdy práh slyšitelnosti odpovídá hladině hlasitosti 0 fonů. Horní mez ohraničujepráhbolestivosti, kdy ucho již místo zvuku vnímá pocit bolesti.

14. Hladiny intenzit zvuků v praxi • 0 - hranice slyšitelnosti • 10 - šelest listí, ticho na venkově • 20 - šum listí, knihovna, tikot hodinek • 30 - pouliční hluk v tichém předměstí • 40 - tlumený rozhovor • 50 - normální pouliční hluk, ruch v kanceláři • 60 - hlasitý (normální) rozhovor, ruch v davu • 70 - hluk na silně frekventovaných ulicích velkoměsta, vysavač • 80 - hluk v tunelech podzemních železnic, křik, symfonický orchestr • 90 - hluk motorových vozidel • 100 - maximální hluk motorky, pneumatická vrtačka • 110 - hlasité obráběcí stroje, rocková kapela • 120 -startující letadlo (z 1 m) • 130 - hluk působící bolest

15. Práh slyšení, bolesti a křivka slyšitelnosti Tóny, které mají kmitočty nižší než 16 Hz označujeme jako infrazvuk a tóny nad 20 000 Hz označujeme jako ultrazvuk. Hladina hlasitosti 1 fón odpovídá hladině intenzity 1 dB pro frekvenční tón o frekvenci 1kHz.

17. Decibel • Alexandr Graham Bell • logaritmická poměrová jednotka • Decibely byly původně definovány pro poměr výkonů • Nejmenším uchem rozlišitelná změna zvuku je přibližně 1 decibel • Bel x decibel

18. Weber-Fechnerův psychofyzikální zákon • Mění-li se fyzikální podněty působící na naše smysly řadou geometrickou, vnímáme jejich změnu v řadě aritmetické. • V důsledku toho, že sluch je nestejně citlivý pro tóny různých výšek, může být subjektivní síla zvuku (hladina jeho hlasitosti) různá i u dvou zvuků se stejnou intenzitou. Mimo to platí, že subjektivní síla zvuku neroste úměrně s jeho fyzikální intenzitou. • Platí i u osvětlení nebo u porovnávání hmotnosti předmětů

19. Účinek hluku na lidský organismus • Hluk může u člověka vyvolat změny: (poruchy v obl. sluchu, v nervové obl.,celková regulace člověka) • Pro životní aktivitu člověka je nutná jistá hladina zvuku, která uchovává dobrou náladu a udržuje zdravou psychickou pohodu. • Člověk se stává nahluchlým (nedoslýchavým), je-li vystaven 2 až 3 roky denně intenzitě.

20. Zdroje: • http://fyzika.jreichl.com • www.youtube.com • http://sweb.cz/elnika/mereni/decibely.htm • http://cs.wikipedia.org/wiki/T%C3%B3n

21. Děkují Evička a Verunka  